Аннотация
Активный выпрямитель напряжения зачастую применяют в системах энергоснабжения, таких как регулируемый электропривод, электрогенераторы различного типа, в том числе на основе возобновляемых источников энергии, применяемые для питания собственных нужд или в качестве систем поддержания электрической сети при параллельной работе. В таких системах нейтральный провод при необходимости можно подключить к средней точке конденсаторов на стороне постоянного тока преобразователя или создать дополнительный канал для протекания токов нулевой последовательности через дополнительную стойку транзисторов. Отметим, что схема подключения нейтрального провода к средней точке конденсаторов имеет ряд недостатков, таких как дисбаланс напряжений между конденсаторами в звене постоянного тока, а также протекание через конденсаторы токов высших гармоник и токов нулевой последовательности при их компенсации. Устранение указанных проблем представляется возможным при использовании схемы с дополнительной стойкой. Данная компоновка электрического полупроводникового преобразователя даёт возможность использования полного напряжения в звене постоянного тока и управления токами нулевой последовательности. В статье обсуждается построение математической модели активного выпрямителя с четырьмя транзисторными стоками как объекта управления на основе анализа комбинаций состояния ключей при работе на нагрузку. Приводится математическое описание активного выпрямителя с дополнительной стойкой в матричной форме. Предлагаемая математическая модель может быть использована для синтеза регуляторов системы автоматического управления преобразователем и выделения токов нулевой последовательности с целью их компенсации, что является значимым фактором для будущих исследований всей системы активного выпрямителя с дополнительной стойкой.
Ключевые слова
Активный выпрямитель напряжения, полупроводниковый преобразователь, математическая модель, нейтральный провод, дополнительная стойка, энергоэффективность, нестационарные режимы, нулевая последовательность, обратная последовательность, несимметричные режимы.
1. Зевеке Г.В., Ионкин П.А., Нетушил А.В. Основы теории цепей. М.: Энергия, 1975. 752 с.
2. Киселёв М.Г. Исследование и разработка методов симметрирования токов в трёхфазных системах электроснабжения на основе силовых электронных устройств компенсации неактивной мощности: дис... канд. техн. наук. 05.09.01 / Киселёв Михаил Геннадьевич. Москва, 2017.
3. Ефимов А.А., Шрейнер Р.Т. Активные преобразователи в регулируемых электроприводах переменного тока. Новоуральск: Изд-во Новоуральского государственного технологического университета, 2001. 250 с.
4. Шрейнер Р.Т. Математическое моделирование электроприводов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями частоты. Екатеринбург: УРО РАН, 2000. 654 с.
5. Пронин М.В. Силовые полностью управляемые полупроводниковые преобразователи (моделирование и расчет). СПб.: Электросила, 2003. 172 с.
6. Шрейнер Р.Т., Костылев А.В., Шилин С.И. Электропривод переменного тока с двухсекционным инвертором напряжения // Всероссийская конференция по автоматизированному электроприводу АЭП-2012. ИЭГУ. 2012. С. 345-350.